Внутренняя кухня ZenCad

Геометрическое ядро и вычисления

Библиотека zencad базируется на геометрическом ядре OpenCascade. Доступ к API OpenCascade из Python предоставляет пакет cadquery-ocp-novtk (модули OCP). Геометрические типы и операции ZenCad находятся в zencad.geom; адаптеры к ядру — в zencad._native.

Объекты геометрии и значения сохраняют зависимости между операциями. Вычислитель EvalCache выполняет их в режиме deferred или immediate и управляет повторным использованием результатов. Context владеет вычислителем; обычному скрипту достаточно модульных функций и методов объектов. .value() получает вычисленное значение, .native() у формы — объект OCP. Подробнее: «Вычисления и кэш», «Точки и векторы».

Организация и взаимодействие потоков и процессов ZenCad.

Графический интерфейс ZenCad построен таким образом, чтобы по минимуму влиять на порядок вычислений в запускаемых скриптах. Для того, чтобы этого достичь, скрипты вызываются в отдельном процессе.

При запуске zencad model.py или python -m zencad model.py главный процесс владеет интерфейсом Qt, viewer OpenCascade и контекстом OpenGL. В этом же процессе находятся камера, выделение, маркеры и объекты отображения AIS.

RunnerSupervisor запускает исполнителя модели отдельным процессом через multiprocessing с методом spawn. Исполнитель строит геометрию и собирает сцену, но не создаёт окна Qt или OpenGL. Между процессами передаются данные сцены: сериализованная BREP-геометрия или меши, размещения, цвета, имена и видимость объектов. Окно viewer принадлежит главному процессу и сохраняется при пересчётах модели.

Связь организована через каналы multiprocessing.Pipe и версионированный протокол. По нему передаются снимки сцены, прогресс вычислений, вывод скрипта и ошибки; в обратном направлении — управляющие события и пользовательский ввод. stdout и stderr скрипта перехватываются исполнителем и доставляются интерфейсу как сообщения.

Пересчёт и обновление сцены

Каждый запуск получает номер поколения. Исполнитель накапливает описание объектов в SceneDraft; при публикации получается снимок SceneSnapshot. ScenePresenter в GUI проверяет и декодирует его, затем заменяет содержимое viewer. Применяется только результат актуального поколения: запоздавшее сообщение от предыдущего запуска не заменит текущую модель.

Во время расчёта, отмены или ошибки остаётся видимой последняя успешно построенная сцена. Камера при обновлении по умолчанию сохраняется. Исполнителя можно остановить и запустить заново, не пересоздавая главное окно и viewer.

Функция show.

В зависимости от контекста функция show может менять своё поведение (см. zencad/showapi.py).

• В скрипте, запущенном редактором или командами inspect/check, display() добавляет данные в SceneDraft, а show() публикует снимок сцены. Для статической сцены исполнение затем продолжается без запуска оконного цикла.
• При прямом запуске python model.py вызов show() открывает самостоятельный viewer в том же процессе и запускает цикл событий Qt. Полный редактор при этом не создаётся. Этот режим также доступен через zencad --display model.py.
• zencad --no-show model.py выполняет скрипт с отключённым показом. Для получения отчёта о геометрии используются отдельные команды inspect и check.

Анимация и ввод

В редакторе анимированный исполнитель остаётся активным после публикации сцены. Callback получает время, ввод через state.input и управление камерой через state.camera. Изменения размещения, цвета и видимости передаются как обновления сцены; действия камеры — отдельными сообщениями. Обработка Qt и отображение выполняются в GUI-процессе.

Геометрию для такой анимации создают до начального show(). Callback не получает прямой доступ к виджету viewer и не заменяет геометрию после публикации. Контракт и примеры описаны в разделе «Анимация».

Описание протокола, владения объектами и жизненного цикла: Runtime architecture.